CAID課程體系中的工程軟件教學改革研究

李 兵 （南京工業大學藝術設計學院 210000）

CAID課程體系中的工程軟件教學改革研究

李 兵 （南京工業大學藝術設計學院 210000）

在明晰CAID課程體系教學層次與指導思想的基礎上，結合自身教學實踐，總結在工程軟件教學改革進程中積累的教學經驗，以期提高CAID課程的整體教學質量，進而為社會培養出綜合性、實用型、職業化的現代工業設計人才。

工業設計；CAID；課程體系；工程軟件；教學改革

CAID，即計算機輔助工業設計（Computer Aided Industrial Design）英文首寫字母的縮寫，是指在計算機技術和工業設計相結合形成的系統支持下，進行工業設計領域內的各種創造性活動，實現產品造型、結構、色彩、材質以及人機等的量化描述，從而設計出更加實用、經濟、美觀、宜人與創新的產品，滿足不同層次人們的需求。CAID課程則是目前工業設計專業學生必須掌握的核心課程之一，其教學體系應包括以下三個層次：以二維為主的基本訓練，學習PhotoShop、CorelDRAW、Illustrator等平面軟件；以三維為主的綜合設計訓練，學習Rhinoceros、SketchUp、Alias StudioTools、3D Studio Max等建模軟件；以產品設計為主的創新設計，學習SolidWorks、Pro/Engineer、Unigraphics等工程軟件。

一、工程軟件教學改革進程概述

本校工業設計專業成立于1999年，自2013年起由原來的兩個班（藝術類招生）擴招至三個班，其中一個班為理工科招生、另兩個班仍為藝術類招生。針對藝術類本科生的關于“創新設計層次”中的工程軟件教學，我們一直在漫漫探索與不斷改革。2012年及以前，兩個班均講授Pro/Engineer，32學時，但是結合在校學生以及畢業生的反饋，效果不是很好。2013年，進行了一定的嘗試，一個班講授Pro/Engineer、另一個班講授SolidWorks，學時仍是32。通過對比并結合反饋發現，學生對SolidWorks軟件的接受與上手程度明顯好于Pro/Engineer軟件，但由于課時有限，學生對軟件掌握的深度不夠。于是，2014年兩個班均講授SolidWorks，且學時增加至48。授課結束后，根據學生的問卷反饋以及設計實例完成情況，教學效果較好。于是，至今一直采用SolidWorks作為“創新設計層次”中的教學軟件。

二、教學指導思想

計算機輔助工業設計，顧名思義，計算機軟件是用來輔助工業設計的，無法替代設計師的思維。CAID課程體系中的工程軟件只是設計創意呈現以及便于實現CAM的一種輔助手段，像我們使用的筆與尺一樣，作為一種工具，應怎么方便怎么用，目的是為了做好設計。因而，該課程教學訓練的應是學生的工程設計思維，教會學生思考怎么去設計，如何借助工程軟件將其設計想法“三維”呈現。同時，注重工程軟件中三維設計原理的講授，讓學生做到知其然并知其所以然。

三、教學方法總結

對工程軟件中的SolidWorks教學主要分成兩個階段：第一階段為基礎知識夯實，結合課本練習對草圖、基準面、基準軸、基本特征、放樣、掃描、裝配體、工程圖、渲染、動畫等知識點進行講解；第二階段重點為曲面實例練習，對吸塵器、MP3、臺燈、可樂瓶、高爾夫球具、毛球修剪器、點心盤、蜜蜂等經典實例進行設計方法解析與具體結構設計。在此教學過程中，主要采用了以下的教學方法：

1.案例教學為主、課本練習為輔，提高課堂學習效率

軟件類課程的講解，如果單純講解具體的操作與命令，是非常單調且枯燥的。但是，當配上具體的設計案例后，學習的過程便不再枯燥。學生在創建設計案例的同時，便潛移默化地理解與掌握了相應的操作與命令。設計案例式教學激發了學生學習的興趣，極大提高了學生的課堂學習效率。在SolidWorks軟件教學的首次課上，在講解其三維設計原理后，便以“計數器”作為設計案例，“亦步亦趨”，闡述其設計與創建的方法與過程。

2.與設計競賽、項目相結合，學以致用

CAID課程的實踐性很強，只有通過大量的設計實踐才能切實培養學生的創新設計能力。因此，在SolidWorks軟件的教學過程中，鼓勵并指導學生參加了相關設計競賽與項目，如永安國際竹家具設計大賽、中國玩具和嬰童用品創意設計大賽、電動工具設計項目等。通過參與設計競賽和項目，讓學生能夠學以致用，極大提高了學生學習SolidWorks軟件的積極性。

3.注重結構設計的訓練

一名合格的工業設計師應具備鑒別自己的設計作品能否加工成產品的能力，因而需要掌握產品結構設計的知識。在SolidWorks軟件的教學過程中，不僅應訓練學生在“零件”環境下的造型建模能力，還應培養學生在“裝配體”環境下進行產品結構設計的能力，讓學生掌握對產品零部件間的配合關系進行干涉檢查以及對其制造可行性進行參數分析的方法。

4.校企協同，聘請企業設計師來校授課

在SolidWorks軟件的教學過程中，為了提高學生的綜合素質，讓其提前與社會接軌，應聘請相關企業研發部門的一線設計師走進課堂。以企業具體項目的標準流程為例，講解SolidWorks軟件在其中參與和輔助設計的應用全過程，讓學生充分理解他們正在學習的該工程軟件在今后職業實踐中的作用與價值。

5.加強曲面建模能力的培養

曲面建模與設計是產品設計的基礎和關鍵。因此，在教學過程中，應特別注重學生曲面建模能力的鍛煉與培養，使其熟練掌握使用SolidWorks對各種曲面零件的建模方法、技巧和構思精髓。通過前期的基礎夯實與后期的實戰訓練，在課程教學結束時，學生應可獨立運用SolidWorks軟件，構建具有復雜曲面的“蜜蜂”模型。

四、結語

工業設計最終是要面向制造走向市場的，計算機輔助工業設計當然也不例外。除了上文總結出的教學方法外，作為工業設計專業教師，筆者建議并呼吁在CAID課程體系中應加強像SolidWorks等工程軟件的教學比重，切實提高CAID課程的整體教學質量，進而為社會培養出“綜合性、實用型、職業化”的現代工業設計人才。

[1]潘云鶴，孫守遷，包恩偉.計算機輔助工業設計技術發展狀況與趨勢[J].計算機輔助設計與圖形學學報，1999，11（3）：248-252.

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[3]閆成新，劉衍聰.以創新設計為核心的“計算機輔助工業設計”課程體系建設[J].工程圖學學報，2010，（4）：142-145.

[4]吳兆奇.基于實踐性與靈活性的計算機輔助工業設計課程教學研究[J].藝術科技，2013，（10）：26-28.

[5]北京兆迪科技有限公司.SolidWorks曲面設計實例精解[M].北京：中國水利水電出版社，2014，前言.

江蘇高校哲學社會科學研究資助項目（2015SJB081）

李兵（1986-），男，江蘇淮安人，講師，工學博士，主要從事工業設計及其教學研究。